【文章內容簡介】 的問題。另外在使用數據時又要講這些數據解壓，復原，這也要求要有好的存儲數據的方法，所以，在數據組織這塊也是相當重要的。 三維GIS技術。數字城市是不同于二維GIS性質的，他是用X,Y,Z三個坐標值來對真實場景中的實體進行虛擬，達到真實反映物體的效果。由于在三維空間上要表達更重要的信息，所以其復雜程度比起2維GIS系統來說是更高了。 總體來說，與二維GIS相比，三維GIS對客觀世界的表達能給人以更真實的感受，它以立體造型技術給用戶展現地理空間現象，不僅能夠表達空間對象間的平面關系，而且能描述和表達它們之間的立體關系:另外對空間對象進行三維空間分析和操作也是三維GIS特有的功能。這樣也就更為豐富了數字城市的信息表達，而三維表達正是數字城市建立的主要可視化方式之一。虛擬現實技術。數字城市的建立其最終的結果是實現空間模型的可視化技術，而虛擬現實技術就是將這樣的效果實現，成為讓人有沉浸感的一個系統。虛擬現實是一種基于可計算信息的沉浸式交互環(huán)境，具體講，就是采用以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設備以自然方式與虛擬環(huán)境中的對象交互作用、相互影響，從而產生親臨真實環(huán)境的感受和體驗。這樣能將模擬的給人一種更好的真實感，也就是說在表達城市信息和描繪城市的時候更具魅力?，F在主要是根據這些主要的數字城市關鍵技術來討論其中能實現的功能，以及如何將這些技術相互融合起來，達到一個統一完整的系統，這樣的整體才能滿足一個信息化發(fā)展的大方向。而一個綜合性的可查詢，滿足三維視圖的數字城市系統提供給人們一種全新的城市規(guī)劃建設與管理和工作生活的理念與調控手段，能適應并預測城市的變化，尤其是GIS的空間信息綜合處理能力與直觀表現能力，在處理城市復雜系統問題時，能幫助人們更好地建立起全局觀念與模擬直觀感。第4節(jié) 本文研究的主要內容及技術路線本文以數字城市為研究主題，但主要研究的是在數字城市原型系統中數字城市數據建模和可視化的方法。全文將從空間數據的數據表達模型入手，討論組成數字城市模型的數據結構模型，然后討論數據模型的可視化方法，再通過比較幾種不同的三維建模方式，對集中三維建模的算法要主要提出，然后能夠選出一個能實現快速，精確的方法，最終能提出一個原型系統，其中在本文中將主要實現原型系統中的空間可視化的表達。最終，將要提出一個數字城市原型系統，其模型整體框架如下圖：GPS、RS數據輸入數字高程模型DEM三維工作模型三維城市模型3DS模型數字正射影像圖二維工作區(qū)數據轉換，模型轉換屬性修改，紋理映射二維分析，規(guī)劃指標三維建模，可視化輸出，信息查詢 原型系統總規(guī)劃圖 而本文最主要的就是實現其中的三維建模方法和可視化輸出的功能。然后會在一些實例中做出試驗，以更好的將本文中所要討論的數字城市的建立方法的進行更為完善的闡述。第2章 數字城市空間表達模型構建過程第1節(jié) 城市空間概念數據模型數據模型（data model）是描述數據庫的概念集合，包括精確描述數據、數據關系、數據語義級完整性約束條件的概念。GIS現有的空間數據模型有基于記錄的3重傳統的數據模型，即層次數據模型、網絡數據模型和關系數據模型，以及面向對象的數據模型、對象關系型數據模型?？臻g數據模型是關于現實世界中空間實體及其相互間聯系的概念機，是建立在對地理空間充分認識與完整抽象的地理空間認知模型（或概念模型）的基礎上，并用計算機能夠識別和處理的形式語言來定義和描述現實世界地理實體、地理現象及其相互關系，是現實世界到計算機世界的映射。看空間數據模型為描述空間數據組織和設計空間數據庫提供方法，是GIS空間數據建模的基礎?？臻g數據模型的發(fā)展和空間數據庫技術的發(fā)展密切相關。第一代層次與網狀數據庫（以1969年IBM公司研制的IMS為標志）帶動了GIS層次數據模型（hierarchical model）和網絡數據模型（network data model）的發(fā)展；第二代關系數據庫（以Oracle,SQL server,Sybase為代表）帶動了GIS關系模型數據模型的發(fā)展和成熟。而面向對象的數據模型技術隊數據庫技術的發(fā)展產生了深遠的影響，成為第三代數據庫系統的主要標志，進而也促進了新的GIS面向對象數據模型（objectoriented data model）的發(fā)展。第三代數據庫系統的另一個主要特征是數據庫技術與其他技術的相互結合，表現為分布式數據庫、工程數據、演繹數據庫、多媒體數據庫、地理數據庫等新技術層出不窮，進而也帶動了GIS超圖數據模型的研究與發(fā)展。 傳統的空間數據模型在3種傳統的數據模型中，層次數據模型和網絡數據模型也成為結構化數據模型，關系數據模型也成為面向操作的邏輯數據模型。1）、層次數據模型層次數據模型的核心是記錄和系。記錄表示數據，一個記錄表示多個數據，每個數據域表示一個數據項。數據之間的關系有由系來表示，系可以視為一個指針。數據庫中的記錄被組織為數的集合。如圖21所示M L1 N2 N1 L5 L1 N5 N4 P1 L2 P2 L3 L6 N3圖211 某區(qū)域的地獄表示左邊是某個區(qū)域（M）的地理對象的地圖表示，M包括兩個面域（P1,P2）面域由邊圍成便有兩個端點，其中L2為P1與P2的公共邊。層次數據模型是一種描述該區(qū)域地理特征的倒掛樹形結構（根在上，枝葉在下），如圖22所示。MP1 P2L1 L2 L3 L4 L5 L6 L2N1 N2 N2 N3 N3 N4 N4 N5 N2 N5 N5 N3 N3 N2圖212 層次模型樹結構圖2）、針對層次數據模型重復描述的特點，CODASYL設計提出了網絡數據模型用于網絡數據庫。網絡數據庫模型類似于層次數據模型，也是用記錄和系來表示數據與數據之間的關系。所不同的是數據庫中的記錄被阻止為任意圖的組合，且公共邊公共節(jié)點不必重復描述。P1P2L1L2L3L4L5L6N5N4N3N2N1M圖213 網絡數據模型的樹結構網絡數據模型的典型特征是不僅可以像層次模型一樣表達一對一、一堆多的關系，而且可以表達層次模型不能表達的多對多的關系，即：一個上級節(jié)點可以對應多個下級節(jié)點（也稱葉節(jié)點或子節(jié)點）；一個下級節(jié)點也可以對應多個上級節(jié)點。3）、關系數據模型關系數學模型是一種數學化的模型，他將數據的邏輯結構歸結為滿足一定條件的二維表或關系。一個實體有若干關系構成，而關系表的集合就是構成關系的模型。每一種關系都對應一個表；每個表有數個列；每個列舉有唯一的名稱，稱為關系的屬性；每一行數據成為一個圓柱，是關系表數據中的一條記錄。關系模型具有以下基本特征：（1）、描述的一致性：目標之間既不用指針也不用ID碼來聯系，而是數據本身通過公共值的隱含來表達其間的關系；（2）、操作的簡單性：用關系代數和關系運算來操作數據。（3）、結構簡單靈活：可以根據目標的復雜程度，隨時調整和修改表的結構，數據更新也非常容易。圖